“Java程序設(shè)計(jì)”混合式教學(xué)創(chuàng)新模式探究

摘要：針對教學(xué)中學(xué)生被動參與、教學(xué)反饋不及時(shí)等問題，基于成果導(dǎo)向教育理念，從目標(biāo)出發(fā)，設(shè)計(jì)教學(xué)評價(jià)的方法，再設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)法，最后設(shè)計(jì)教法。探索“項(xiàng)目式教學(xué)+翻轉(zhuǎn)課堂”校本化，實(shí)施BOPPPS+“引、探、析、評、創(chuàng)”教學(xué)法：教師通過將課程大項(xiàng)目分解為若于子項(xiàng)目，課中PBL導(dǎo)入、明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、分析前測結(jié)果、引導(dǎo)學(xué)生在參與式學(xué)習(xí)中探索分析現(xiàn)實(shí)問題、后測和總結(jié)。實(shí)踐表明：學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性增加了，分析解決實(shí)際問題的能力提升了；搶答、微評論、討論等參與式學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)使教學(xué)互動增加；學(xué)習(xí)通的后臺統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)使得過程性評價(jià)得以實(shí)施；信息技術(shù)工具的使用也使得教學(xué)效果得以及時(shí)反饋，最終提升了學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：Java程序設(shè)計(jì)；混合式教學(xué)；創(chuàng)新

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.06.058

中圖分類號：G 642，TP 312.2-4" " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2023）06-0-03

Abstract： Aiming at the problems of students' passive participation in teaching and untimely teaching feedback， based on the concept of results oriented education， starting from the goal， the method of teaching evaluation is designed， followed by the design of students' learning methods， and finally the design of teaching methods. Explore the school-based approach of \"project based teaching+flipped classroom\"， and implement the BOPPPS+\"introduction， exploration， analysis， evaluation， and creation\" teaching method： Teachers break down the curriculum into sub projects through major projects， and introduce PBL in the class， clarify learning objectives， analyze pre test results， and guide students to explore and analyze practical problems， post test， and summarize in participatory learning. Practice has shown that students' enthusiasm for active learning has increased， and their ability to analyze and solve practical problems has improved; The design of participatory learning such as answering questions， micro comments， and discussions increases teaching interaction; The background statistical data of Xuetong enables the implementation of process evaluation; The use of information technology tools also enables timely feedback on teaching outcomes， ultimately improving learning outcomes.

Key words： Java programming; hybrid teaching; innovate

1" 課程簡介和擬解決的教學(xué)“痛點(diǎn)”問題

1.1 課程基本情況

“Java程序設(shè)計(jì)”是我校面向信息管理學(xué)院理工科專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課，總課時(shí)為64學(xué)時(shí)，旨在培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)技術(shù)和OOP設(shè)計(jì)思想，涉及Java開發(fā)、基本語法、Java邏輯、編程思想與理念等基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生對Java語言編程的興趣。在教學(xué)過程中，教師主要通過強(qiáng)調(diào)實(shí)際開發(fā)過程的規(guī)范要求，強(qiáng)化學(xué)生的職業(yè)道德意識和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成意識；通過小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作及溝通能力；為后續(xù)學(xué)習(xí)企業(yè)級開發(fā)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程2017年獲批校級精品課程，2021年獲批校級一流課程。

1.2 教學(xué)“痛點(diǎn)”問題

（1）學(xué)生被動參與，互動不足。雖然課程是專業(yè)核心課程，教師以往課堂講授中也有問題導(dǎo)入、提問、課后作業(yè)等，但學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易有倦怠感，學(xué)習(xí)被動、積極性不足。需要創(chuàng)新互動模式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考。

（2）教學(xué)反饋不及時(shí)。每學(xué)期只有一次學(xué)評教活動，反饋不及時(shí)。此外，學(xué)生基礎(chǔ)不同，教師對學(xué)生已有知識掌握不足，無法根據(jù)評價(jià)反饋結(jié)果第一時(shí)間改進(jìn)教學(xué)。需要借助智慧教學(xué)平臺等及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。

（3）知識點(diǎn)和和實(shí)際所做項(xiàng)目結(jié)合不足，實(shí)踐不足。學(xué)生學(xué)習(xí)了理論知識，但是在做實(shí)際項(xiàng)目時(shí)會出現(xiàn)思路不清晰、邏輯混亂的現(xiàn)象，實(shí)踐能力不足。需要進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和方法的改革。

（4）傳統(tǒng)的評價(jià)方法不能全面評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。“平時(shí)成績（出勤、作業(yè)、提問）+期末成績”的考核方法不能真正體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，需要進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價(jià)改革。

2" 解決教學(xué)“痛點(diǎn)”問題的方法

2.1 優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)

對標(biāo)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見》，從價(jià)值、知識、能力方面確定課程具體目標(biāo)，包括記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價(jià)、創(chuàng)新的分層目標(biāo)。強(qiáng)化實(shí)踐能力目標(biāo)和課程思政目標(biāo)，改進(jìn)后的課程目標(biāo)如下。

（1）知識目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生獲得Java語言的基本語法、面向?qū)ο笕筇卣鳎ǚ庋b、繼承、多態(tài)）、異常處理、文件輸入輸出、圖形用戶界面、數(shù)據(jù)庫編程等方面知識，達(dá)到掌握程序設(shè)計(jì)基本理論及方法的目的。

（2）能力目標(biāo)：學(xué)生能夠熟練地運(yùn)用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)、編寫、調(diào)試和運(yùn)行程序，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立完成程序設(shè)計(jì)、開發(fā)與測試目標(biāo)。

（3）素質(zhì)目標(biāo)：具備運(yùn)用計(jì)算思維分析和解決問題的能力，為JavaEE應(yīng)用開發(fā)課程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，培育團(tuán)隊(duì)合作精神，在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時(shí)自覺地進(jìn)行人生觀、價(jià)值觀的塑造。

2.2 重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

對接學(xué)科前沿，結(jié)合當(dāng)前的熱點(diǎn)問題和社會需求，調(diào)整和重構(gòu)課程內(nèi)容。課前發(fā)送學(xué)習(xí)任務(wù)和項(xiàng)目，使學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)并進(jìn)行前測；課中根據(jù)前測的結(jié)果，重點(diǎn)講解學(xué)生感興趣的和易錯(cuò)的知識點(diǎn)，并通過案例分析提問與搶答、主題討論展示與教師評論、分組討論與成果展示、實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目等互動方式加強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握。

2.3 創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)模式

2.3.1 探索“項(xiàng)目式教學(xué)+翻轉(zhuǎn)課堂”校本化模式

課程教學(xué)采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)法，學(xué)生圍繞課程大項(xiàng)目“學(xué)生信息管理系統(tǒng)”進(jìn)行主動參與和探究，并在項(xiàng)目過程中實(shí)現(xiàn)對知識的建構(gòu)。將學(xué)習(xí)內(nèi)容內(nèi)嵌到學(xué)習(xí)過程中，關(guān)注產(chǎn)出，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動參與和團(tuán)隊(duì)合作。將大項(xiàng)目細(xì)化成若干個(gè)子項(xiàng)目和子任務(wù)，教師進(jìn)行項(xiàng)目過程的規(guī)劃、層次分解，提前規(guī)劃擴(kuò)充知識學(xué)習(xí)、小組協(xié)調(diào)、評價(jià)量表、學(xué)科前沿問題研究成果等。

在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)中，結(jié)合本校學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力，利用“學(xué)習(xí)通”App實(shí)現(xiàn)部分翻轉(zhuǎn)課堂。把MOOC、福課聯(lián)盟等優(yōu)質(zhì)資源校本化，根據(jù)本校大綱和學(xué)生的實(shí)際節(jié)選部分內(nèi)容，合理安排課前線上學(xué)習(xí)的時(shí)間和內(nèi)容，不過分加重學(xué)生的負(fù)擔(dān)，有的放矢。

2.3.2 實(shí)施BOPPPS+“引、探、析、評、創(chuàng)”教學(xué)法

采用BOPPPS模式組織教學(xué)，按照“引導(dǎo)-探究-分析-評價(jià)-創(chuàng)新”的主線，進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)，教師通過問題、項(xiàng)目進(jìn)行引導(dǎo)，在課堂講授中多用問句，讓學(xué)生不斷思考和發(fā)現(xiàn)，深度參與課堂教學(xué)，主動學(xué)習(xí)。組織教學(xué)的流程如圖1所示。其中，虛線表示過程性評價(jià)，實(shí)線表示教學(xué)環(huán)節(jié)。

課前，提前一周以上把學(xué)生學(xué)習(xí)需要的資料上傳到教學(xué)平臺，包括推薦的MOOC片段、課件、問卷、前測題等教學(xué)輔導(dǎo)資料，并明確教學(xué)內(nèi)容和要求。學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)，教師在“學(xué)習(xí)通”上發(fā)送案例、問卷或者選擇題等方式進(jìn)行前測。

課中，教師基于子項(xiàng)目所需知識技能制作PPT，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。導(dǎo)言采用圖片、視頻等以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；明確每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)；前測采用主題討論、是非選擇、開放問題、經(jīng)驗(yàn)分享、設(shè)計(jì)算法等方式進(jìn)行，教師根據(jù)前測結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)生的整體掌握情況，調(diào)整教授的內(nèi)容和深度；參與式學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，采取生生、師生互動的方式進(jìn)行，例如討論、演示、案例、問答等，通過“學(xué)習(xí)通”的手機(jī)“搖一搖”方式搶答提問和評分；后測采用知識點(diǎn)測試、案例分析等開展；課堂總結(jié)后布置拓展學(xué)習(xí)、延伸思考等課后作業(yè)，同時(shí)提供后續(xù)課程和可以進(jìn)一步研究的內(nèi)容鏈接等。

課后，學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)和測評，將測評結(jié)果和自我反思報(bào)告反饋給教師。對學(xué)生沒有掌握的內(nèi)容以及感興趣的進(jìn)階研究內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，并進(jìn)一步指導(dǎo)。

2.3.3 在現(xiàn)實(shí)生活和工程項(xiàng)目中挖掘教學(xué)案例，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力

在現(xiàn)實(shí)生活和工程項(xiàng)目中，存在著許多需要通過程序來解決的問題：人口預(yù)測、個(gè)人所得稅、住房貸款、學(xué)生信息管理、商品秒殺、12306購票、外賣、網(wǎng)上購物等，這些問題都可以設(shè)計(jì)成相應(yīng)的案例。學(xué)生可以通過解決這些實(shí)際問題，學(xué)會對數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象并建立模型模，掌握程序設(shè)計(jì)的基本知識，使其對類、對象、封裝、繼承、多態(tài)、接口、異常、輸入輸出流、線程、映射等概念有更深刻的理解。在現(xiàn)實(shí)生活中，可有意識地利用程序?qū)?shí)際問題進(jìn)行求解，從而提高學(xué)生對信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)嶋H問題求解的能力。

2.3.4 融入前沿信息技術(shù)，培養(yǎng)有創(chuàng)新意識的人才

人工智能作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心技術(shù)，正在推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級換代，驅(qū)動“無人經(jīng)濟(jì)”快速發(fā)展，在智能交通、智能家居、智能醫(yī)療等民生領(lǐng)域產(chǎn)生積極影響[1]。人工智能創(chuàng)新生態(tài)包括縱向的數(shù)據(jù)平臺、開源算法、計(jì)算芯片、基礎(chǔ)軟件、圖形處理器等技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)以及橫向的智能制造、智能醫(yī)療、智能安防、智能零售、智能家居等商業(yè)和應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)。人工智能的核心其實(shí)就是程序，所以，在進(jìn)行教學(xué)案例設(shè)計(jì)的時(shí)候，可將一些基本的計(jì)算和算法融入其中，有意識地讓學(xué)生接觸到最先進(jìn)的信息技術(shù)，從而提高他們的創(chuàng)新意識和能力。

2.4 利用新媒體和智慧教學(xué)平臺及時(shí)反饋和" " 交流

課前，利用“學(xué)習(xí)通”的數(shù)據(jù)分析、資源文件及測試等功能，及時(shí)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況；課中，教師對學(xué)生寫的代碼即時(shí)點(diǎn)評；課后，通過QQ、微信等工具，結(jié)合作業(yè)情況對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，使學(xué)習(xí)效果第一時(shí)間得以反饋。

2.5 改革教學(xué)評價(jià)方法

課程采取過程化考核方式及形成性評價(jià)機(jī)制：總評成績=平時(shí)成績（30%）+期中成績（20%）+期末作品成績（50%）；平時(shí)成績=出勤（5%）+課堂作業(yè)（30%）+線上學(xué)習(xí)與測驗(yàn)（10%）+實(shí)驗(yàn)（50%）+課后作業(yè)（5%）。

其中，“出勤”“課堂作業(yè)”來源于課堂教學(xué)，“線上學(xué)習(xí)與測驗(yàn)”來源于“學(xué)習(xí)通”平臺的學(xué)習(xí)成績，期中考試通過“學(xué)習(xí)通”來組織實(shí)施，期末作品成績則由學(xué)生進(jìn)行與專業(yè)相結(jié)合的綜合設(shè)計(jì)作業(yè)及匯報(bào)成績構(gòu)成。過程化考核覆蓋教學(xué)過程的全部環(huán)節(jié)，以提高學(xué)生的課業(yè)參與度，并且在實(shí)施過程中，持續(xù)優(yōu)化可測量的線上教學(xué)行為，去粗取精、去偽存真，保證課業(yè)挑戰(zhàn)度的有效性。

2.6 在課程中融合課程思政元素

將思政元素與課程知識點(diǎn)進(jìn)行映射，深度挖掘課程思政素材，將思政教育有機(jī)融入，在吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀。

3" 教學(xué)創(chuàng)新效果

3.1 學(xué)生學(xué)習(xí)主動性顯著提高

通過“學(xué)習(xí)通”在線平臺對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從已發(fā)布任務(wù)點(diǎn)完成數(shù)量、視頻觀看時(shí)長、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)和作業(yè)提交情況來看，學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性有了明顯提高。從課前小測結(jié)果來看，75%的學(xué)生成績合格，預(yù)習(xí)效果良好。因此，在教學(xué)過程中引入過程性評價(jià)環(huán)節(jié)是有效的。

3.2 學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力顯著提升

教學(xué)模式的改革，使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了明顯提高，2020年，在第十一屆藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽福建賽區(qū)Java軟件開發(fā)大學(xué)B組中獲得二等獎一項(xiàng)、三等獎兩項(xiàng)，全國總決賽三等獎一項(xiàng)。2021年，在第十二屆藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽福建賽區(qū)Java軟件開發(fā)大學(xué)B組中獲得一等獎、二等獎、三等獎各一項(xiàng)。2022年，在第十三屆藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽福建賽區(qū)Java軟件開發(fā)大學(xué)B組中獲得一等獎一項(xiàng)、二等獎一項(xiàng)、三等獎兩項(xiàng)，全國總決賽優(yōu)秀獎一項(xiàng)。2021年，在第十四屆中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽中獲得福建省二等獎兩項(xiàng)，三等獎三項(xiàng)。2022年，在第十五屆中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽中獲得福建省二等獎兩項(xiàng)，三等獎四項(xiàng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 譚鐵牛．人工智能的歷史、現(xiàn)狀和未來[J]．智慧中國，2019（1）：87-91.